一種基于電力電纜故障信息的故障單影響因素分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力設(shè)備運(yùn)維管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電力電纜故障信息的 故障單影響因素分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)電力電纜故障影響因素分析研究較少，主要可考慮運(yùn)用的方 法有以下幾種。
[0003] (1)主成分分析法。
[0004] 主成分分析法是研究如何將多指標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為較少的綜合指標(biāo)的一種重要統(tǒng)計(jì) 方法，它能將高維空間的問題轉(zhuǎn)化到低維空間去處理，使問題變得比較簡(jiǎn)單、直觀，而且這 些較少的綜合指標(biāo)之間互不相關(guān)，又能提供原有指標(biāo)的絕大部分信息。但在進(jìn)行主成分分 析之前要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行適用性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)原始數(shù)據(jù)各個(gè)變量之間應(yīng)存在較強(qiáng)的相關(guān)性， 存在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的可能性。
[0005] (2)因子分析法。
[0006] 因子分析法的基本思想是將觀測(cè)變量進(jìn)行分類，將相關(guān)性較高，即聯(lián)系比較緊密 的分在同一類中，而不同類變量之間的相關(guān)性則較低，那么每一類變量實(shí)際上就代表了一 個(gè)基本結(jié)構(gòu)，即公共因子。其特點(diǎn)在于采用合并的方式減少分析變量，而信息損失實(shí)現(xiàn)了最 小化，但計(jì)算過程復(fù)雜，比如需進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)、因子得分計(jì)算等。
[0007] (3)灰色關(guān)聯(lián)分析法。
[0008] 灰色關(guān)聯(lián)分析方法在系統(tǒng)發(fā)展過程中，若兩個(gè)因素變化的趨勢(shì)具有一致性，即同 步變化程度較高，即可謂二者關(guān)聯(lián)程度較高；反之，則較低。因此，灰色關(guān)聯(lián)分析法，是根據(jù) 因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，亦即"灰色關(guān)聯(lián)度"，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度。該方 法適合動(dòng)態(tài)歷程分析，但要求數(shù)據(jù)量大，計(jì)算復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于電力電纜故障信息的故障單影響因素分析方法， 所得分析結(jié)果可用于指導(dǎo)電纜的采購(gòu)、施工和維護(hù)。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0011] -種基于電力電纜故障信息的故障單影響因素分析方法，包括：
[0012] 步驟1，基于樣本數(shù)據(jù)估計(jì)樣本量，本步驟進(jìn)一步包括子步驟：
[0013] 1. 1預(yù)處理電纜故障數(shù)據(jù)，獲得樣本數(shù)據(jù)，所述的樣本數(shù)據(jù)包括①各電纜對(duì)應(yīng)的故 障前運(yùn)行時(shí)間或截尾時(shí)間、②故障狀態(tài)、③影響因素及其對(duì)應(yīng)的具體的影響元素；
[0014] 1. 2基于樣本數(shù)據(jù)，針對(duì)各影響因素下的影響元素，將影響因素第i個(gè)影響元素記 為A組，該影響因素下其他影響因素記為B組，根據(jù)N= (Z1 JZ1 Y)2[dp(l-p)(lnA)2] 1計(jì) 算第i個(gè)影響元素對(duì)應(yīng)的樣本量N，樣本量中最大值即該影響因素的最小樣本量；其中，d為 電纜的故障率，即發(fā)生故障的電纜數(shù)占電纜總數(shù)的比值；p為A組中影響元素對(duì)應(yīng)的電纜數(shù) 占電纜總數(shù)的比值；
比為A組中影響元素對(duì)應(yīng)的電纜的故障率，即A組中影響 元素對(duì)應(yīng)的故障電纜數(shù)占其對(duì)應(yīng)的電纜總數(shù)的比值；匕為B組中影響元素對(duì)應(yīng)的電纜的故 障率，即B組中影響元素對(duì)應(yīng)的故障電纜數(shù)占其對(duì)應(yīng)的電纜總數(shù)的比值；Z1 α為檢驗(yàn)水準(zhǔn)； Z1 γ為預(yù)期的檢驗(yàn)功效；i = 1，2,... I，I為影響因素下的影像元素?cái)?shù)；
[0015] 步驟2,單影響因素分析，本步驟進(jìn)一步包括：
[0016] 2. 1根據(jù)當(dāng)前影響因素的最小樣本量選取當(dāng)前影響因素分析的樣本數(shù)據(jù)；
[0017] 2. 2針對(duì)當(dāng)前影響因素下各影響元素，采用SPSS軟件工具分別進(jìn)行：
[0018] (a)基于當(dāng)前影響因素分析的樣本數(shù)據(jù)，以當(dāng)前影響元素為Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型的 協(xié)變量，以當(dāng)前影響元素的回歸參數(shù)為〇作為原假設(shè)，采用協(xié)時(shí)變量法進(jìn)行PH假設(shè)檢驗(yàn)，根 據(jù)獲得的Wald值判斷當(dāng)前影響元素是否與電纜故障有關(guān)；若有關(guān)，執(zhí)行子步驟（b);否則， 結(jié)束；
[0019] (b)以當(dāng)前影響元素作為基準(zhǔn)，生成啞變量影響元素相對(duì)當(dāng)前影響元素的相對(duì)危 險(xiǎn)度，從而獲得啞變量影響元素和當(dāng)前影響元素對(duì)電纜故障影響的大小。
[0020] 上述子步驟1. 1針對(duì)電纜故障數(shù)據(jù)進(jìn)行，進(jìn)一步包括：
[0021] (a)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和需求人為選定電纜料故障的影響因素及其所對(duì)應(yīng)的影響元素；
[0022] (b)針對(duì)各影響因素分別進(jìn)行：計(jì)算各影響元素對(duì)應(yīng)的電纜數(shù)占電纜總數(shù)的比 例，刪除該比例小于預(yù)設(shè)值的影響元素對(duì)應(yīng)的電纜故障數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)值根據(jù)實(shí)際要求設(shè)定；
[0023] (c)對(duì)發(fā)生故障和未發(fā)生故障的電纜，分別獲得故障前運(yùn)行時(shí)間和截尾時(shí)間；
[0024] (d)標(biāo)記電纜的故障狀態(tài)，電纜故障狀態(tài)包括未發(fā)生故障和發(fā)生故障兩種狀態(tài)。
[0025] 上述影響因素為電纜本體生產(chǎn)廠家、電纜附件生產(chǎn)廠家、施工單位、電纜長(zhǎng)度中的 一種或多種。所述的標(biāo)記電纜的故障狀態(tài)中，采用"〇"標(biāo)記電纜未發(fā)生故障的狀態(tài)，采用 "1"標(biāo)記電纜發(fā)生故障的狀態(tài)。
[0026] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 本發(fā)明方法可根據(jù)電纜故障數(shù)據(jù)，確定電纜故障的影響因素及各影響因素的影響 程度，從而指導(dǎo)電纜的采購(gòu)、施工和維護(hù)，以提高電纜線路的可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、 穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0028] 圖1為PH假設(shè)檢驗(yàn)示意圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明方法的具體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明思路、所基于的相關(guān)理論及【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說 明。
[0031] 本發(fā)明主要包括樣本量估計(jì)和基于Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型的單影響因素分析兩個(gè)步 驟。首先，基于數(shù)據(jù)預(yù)處理原則對(duì)電纜故障數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理獲得樣本數(shù)據(jù)，基于樣本數(shù)據(jù)估 計(jì)樣本量，以保障樣本數(shù)據(jù)的適用性。然后，運(yùn)用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型對(duì)電纜故障的影響因素 進(jìn)行單影響因素分析。Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型為已有模型，由英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家D. R. Cox于1972年 提出。
[0032] 步驟I、樣本量估計(jì)。
[0033] 鑒于影響因素變量為多分類變量以及Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型特征，在進(jìn)行單影響因素 分析前，需對(duì)電纜故障數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理獲得樣本數(shù)據(jù)。所述的電纜故障數(shù)據(jù)主要通過對(duì)電 纜狀態(tài)進(jìn)行觀察獲得，對(duì)觀察試驗(yàn)設(shè)置截尾時(shí)間，截尾時(shí)間前，電纜一旦發(fā)生故障，記錄故 障時(shí)間并結(jié)束對(duì)該電纜的觀察試驗(yàn)。
[0034] (1)電纜故障數(shù)據(jù)的預(yù)處理
[0035] 預(yù)處理基于如下的數(shù)據(jù)預(yù)處理原則進(jìn)行：
[0036] (a)確定影響因素及其對(duì)應(yīng)的影響元素。
[0037] 影響因素根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和需求人為選定，例如，若想考察不同電纜本體生產(chǎn)廠家和不 同電纜長(zhǎng)度對(duì)電纜故障的影響程度，可選擇電纜本體生產(chǎn)廠家和電纜長(zhǎng)度作為影響因素。 各影像因素均對(duì)應(yīng)有若干影響元素。例如，電纜本體生產(chǎn)廠家影響因素，其對(duì)應(yīng)的影響元素 為各具體的電纜本體生產(chǎn)廠家；對(duì)電纜長(zhǎng)度影響因素，預(yù)設(shè)各不同的長(zhǎng)度區(qū)間，這些長(zhǎng)度區(qū) 間即電纜長(zhǎng)度影響因素對(duì)應(yīng)的影響元素。
[0038] (b)刪除小概率數(shù)據(jù)。
[0039] 以電纜故障數(shù)據(jù)為處理對(duì)象，針對(duì)各影響因素分別進(jìn)行。若影響因素中某影響元 素對(duì)應(yīng)的電纜數(shù)占電纜總數(shù)的比例小于預(yù)設(shè)值，則該影響元素對(duì)應(yīng)的電纜故障數(shù)據(jù)為小概 率數(shù)據(jù)。小概率數(shù)據(jù)對(duì)整體數(shù)據(jù)規(guī)律影響很小，刪除小概率數(shù)據(jù)能使問題化繁為簡(jiǎn)。
[0040] 本具體實(shí)施中預(yù)設(shè)值設(shè)為0. 05,但不限于該值。預(yù)設(shè)值為經(jīng)驗(yàn)值，可根據(jù)實(shí)際要求 進(jìn)行設(shè)定或調(diào)整。
[0041] 例如，電纜故障數(shù)據(jù)包括100條電纜的故障數(shù)據(jù)，以電纜本體生產(chǎn)廠家為影響因 素，電纜本體生